JPS6236028A

JPS6236028A - 光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPS6236028A
Application number: JP60174283A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugata; 裕之菅田; Kohei Nakada; 耕平中田; Nobutoshi Mizusawa; 水澤　伸俊; Satoshi Yuasa; 聡湯浅; Masahiro Haruta; 春田　昌宏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1987-02-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、内部に屈折率分布を有する光学素子を高品質
且つ安価に製造する方法に関する。

（従来の技術）従来、屈折率分布を有する光学素子の製造方法としては
、主として次のものがある。

（１）ガラス中のイオンを別のイオンで変換するイオン
交換法（２）ガラスの気相合成法（発明が解決しようとしている問題点）上記のイオン交
換法は、ガラス自身が変形しない温度条件でイオン交換
を行わなければならないという本質的な制約がある。す
なわち、実用的な時間内でイオン交換を行うためには、
拡散速度の＋　　　　　　　　＋　　　　　　　　＋速
い１価の陽イオン、例えばＴｌ、Ｃｓ、Ｒｂ等しか拡散
種として用いることができない、特に大きな屈折率分布
を得ようとする場合には１文イオンを用いる必要がある
が、この場合には屈折率の波長分散が大きくなることが
避けられない、また上記のような拡散速度の大きな１価
の陽イオンを用いたとしても、直径２０ｍｍ以上の太い
ロッドレンズをイオン交換を応用した方法で作るとすれ
ば所要時間が長くなり工業的には実施不可能である。

また、気相合成法としては、ＶＡＤ　（Ｖａｐｏｕｒ−
Ａｘｉｓ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、　ＣＶＤ　（
Ｃｈｅｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　ｐｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法などがある。しかし、これらの方法は、生産性が
低く、大きな光学素子は簡単には得られない。

また、最近屈折率の異なるガラス材料粒子の混合物を容
器に入れておき、該容器に作用力を用いて材料別の濃度
分布を作り出す方法が提案されているが、この方法は使
用する材料の粒径などによって、濃度分布が決定され、
使用する原料のガラス材料が限定され１粒径の選択も難
しい。

従って、本発明の目的は使用する材料に特に制限がなく
、任意の屈折率分布を有する任意のサイズの光学素子を
高品位且つ安価に提供することである。

本発明者は、上述の如き従来技術の問題点を解決して本
発明の目的を達成すべく鋭意研究の結果、２種以上の無
機粒子分散液を用意し、これらを混合比を変化させつつ
混合、供給および成形して光学素子を製造することによ
って、上記の従来技術の問題点が解決されることを知見
して本発明を完成した。

（発明の開示）すなわち、本発明は、２種以上の無機粒子をそれぞれ含
有する分散液を使用し、その混合比を変化させた混合分
散液を、成形器に供給して、半径方向に混合比変化を有
する成形物とし、必要に応じて固化および透明化するこ
とを特徴とする光学素子の製造方法である。

次に本発明の原理を、本発明の好ましい一実施態様を図
解的に説明する添付図面を参照して更に詳しく説明する
。

第１図は、２種の無機粒子をそれぞれ含有する分散液を
、混合比を変化させつつ混合し、且つ成形器に供給する
ための好ましい１例の方法を示すものであり、図中の１
は、容器４中に存在するある特定の無機粒子を表わし、
２は容器５中に存在し、上記無機粒子１とは異なる他の
無機粒子を表わし、３．３′は撹拌手段を表わしている
。

容器４中の撹拌手段３は、無機粒子ｌの均一分散性を確
保するために設置したものであるが、その分散状態が安
定であれば必要ではない。

また、６は無機粒子ｌを含む分散液１′を容器５中に供
給するための手段であり、７は混合された分散液を第２
図に例示する成形器ｌＯに供給するための供給路であり
、８は供給路７の開閉および混合分散液の供給速度を調
整する手段例えばコックである。

説明の都合上、最も理解し易い例として、互いに異なる
無機粒子１および２を任意の液媒体中に分散させた分散
液１′および２′（勿論、本発明はこれらの分散液に限
定されるものではない。）とし、また最も簡単な供給方
法として単に重力を使用するサイホン方式（勿論、本発
明はこれらの方法に限定されるものではない、）を採用
し、更に容器４および５が同−容量且つ同形状（勿論、
本発明はこれらの条件に限定されるものではない、）で
ある例により説明する。

供給路６および７中に分散液１′および２′を満たし、
内部の空気を無くした状態で、コック８を適当な流速に
なるように開く。

供給路７の先端から混合分散液を成形器ｌＯに注入する
。最初に分散液２′が流出するに従って流出した量に相
当する量の分散液１′が供給路６を通って容器５中に流
入し、撹拌手段３′によって容器５中で分散液１′と分
散液２′とが均一に混合される。このようにすると混合
分散液の累積流出量が多くなるに従い、例えば第３図に
示す如く容器５中における無機粒子ｌの混合比率は、実
線ａで示す如く上昇する。一方、無機粒子２の混金地率
は、破Ｉ１．ｂで示す如く低下する。尚、第３図の横軸
は混合物の累積放出量を、縦軸は粒子混合物中の成分の
存在比を示す。

供給路７かも流出する混合分散液は、第２ａ図に示すよ
うに適当な速度で回転している任意の形状の成形器ＩＯ
にその供給口から連続的に供給され、成形器１０の回転
によって生じる遠心力によって、無機粒子が成形器１０
の側壁面上に沈降分離して液媒体が分離する。この分離
した液媒体を適当な手段で除去することにより、成形物
１２が形成される。

この第２ａ図の如き成形器１０を使用するのは、分散体
中の無機粒子が極めて微細で一般的な濾材では液媒体か
ら分離が困難である場合に適している。すなわち、この
ような場合には、分散媒体として比較的揮発性の媒体を
使用して成形中あるいは成形後に液媒体を蒸発により除
去したり、揮発性でない液媒体を使用した場合には成形
後に無機粒子から分離した液媒体を他の手段で除去すれ
ばよい。

また第２ａ図に示した成形器に代えて第２ｂ図に示した
如きフィルター形式の成形器を使用することもできる。

この場合には、供給路７の先端から流出した混合分散液
は、ｆｔ５Ｚｂ図に示すようにローター形状の回転して
いる成形器１０の中のフィルター１３上に遠心力によっ
て堆積する０分散媒体である液体１６はフィルター１３
を通過し、排出口１４を経て系外のタンク１５にたまる
。フィルター１３上に残った混合粒子は堆積層すなわち
成形物１２を形成する。続いて供給路７より流出した混
合分散液は堆積層１２の上に移行し、まず混合分散液層
１１を形成するが、この層は形成されないかあるいはで
きるだけ薄い層となるように混合分散液の供給量および
濾過速度を調整するのが好ましい。

以上の如く形成された成形物１２は、半径方向（すなわ
ち、光学素子の半径方向）において外周から中心に向け
て無機粒子１の混合比が上昇している成形物１２となる
。この成形物１２中の無機粒子ｌと無機粒子２の存在比
は、第４図に示す如くに変化している。第４図において
縦軸は回転中心からの距離を表わし、横軸は無機粒子ｌ
と無機粒子２の存在比を示しており、破線Ｃは無機粒子
２の存在比を、実線ｄは無機粒子１の存在比を示してい
る。

上記の如き方法においては、いずれかあるいはすべての
分散液中に、例えば、各種ポリマー等の有機バインダー
、コロイダルシリカ等の無機バインダー、金属塩等を溶
解しておいたり、あるいは成形中または成形後にこれら
のバインダー等を用いて成形物の強度を向上させること
ができる。これらのバインダーは、＝ａ粒子の種類によ
って不要である場合もある。また使用したバインダーが
有機物であるときは、後に必要に応じて行う透明化処理
等によって揮発あるいは燃焼等によって除去するのが好
ましい。

尚、第２ｂ図の如き成形器を使用して、フィルター１３
の下部から排気口１７を通じて吸引排気する場合には、
成形器の内外の圧力差は大きいので、フィルター１３は
剛性の高いステンレス焼結体のようなものを使用するか
、あるいは剛性の高い支持体により支持するのが好まし
い。

以上の如き原理によって、使用する無機粒子１と無機粒
子２とは、その種類を問わず、極めて容易に成分量が任
意に変化した成形物となる。このように成形された成形
物は、場合によってはそのまま使用し得るが、多くの場
合には常法に従い、更に固化および透明化処理を施すこ
とによって、半径方向に屈折率分布を有する光学素子と
なる。

以上が本発明の原理であるが、本発明においては上記の
原理において使用する無機粒子は２種以上であり、且つ
最終的に固化でき、場合によっては透明化し得る種類の
異なる無機粒子であればいずれも使用できる。このよう
な異なる無機粒子は、最初からあるいは最終的には、互
いに異なる屈折率を与える無機粒子であることが好まし
い。

本発明において有用な典型的な例としては、ガラス質を
形成し得る各種金属酸化物、例えば、Ｓ　ｔ０２　、Ｔ
ｉＯ２，５ｎ０２　、ＺｒＯ２、Ｂ２０３　、Ａｓ２０
３　、Ｓｂ２０３　、Ｖ２０５　、Ｐ２　０３　　、Ｕ
Ｏ３、ＭｏＯ３、Ａ１２　０３　　、Ｆｅ２　０３　、
Ｃｒ２０３　、Ｍｎ２０３　、に２　０、Ｎａ２Ｏ、Ｌ
ｉ２　０．Ｃｕ２　０、Ｃｓ２Ｏ、Ｔｉ２　０、ＰｂＯ
Ｐｂ０１ＣａＯ１，ＢａＯ１ＺｎＯ，Ｆｅ０１Ｍｎ０．
ＣｄＯ，ＣｕＯ１Ｃｏｏ、Ｎｉ０１ＳｒＯ等あるいはこ
れらの金属酸化物を生じ得る金属塩、またＬｉ　ＰＯ３
、ＡＩＬ（ＰＯ３）３　、ＡｇＰＯ３等の如きＩＪ　７
酸塩、Ｍｇ　（ＮＯ３）２　、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３
。

Ｃａ　（ＮＯ３）２、Ｃｓ　ＮＯ３、Ｃｄ（Ｎ０３）２
等の如き硝酸塩、Ｎａ２　Ｂ４０７等の如きホウ酸塩、
Ｎａ２　ＣＯ３、ＢａＣＯ３、ＣａＣＯ３等の如き炭酸
塩、ＢｅＦ、ＡｌＦ２、ＣａＦ２、ＢａＦ２　、ＰｂＦ
２、ＮａＦ等の如きハロゲン化物、その他の無機塩の如
きそのままガラス用原料として使用し得る無機塩等が挙
げられる。このような各種のガラス原料は、各種ミルに
より微細に磨砕したものを使用するのが好ましい。

また、本発明において使用する好ましい無機粒子は、ガ
ラスの粒子である。前記の如き種々の金属酸化物を組合
せて溶融し、過冷却液体を形成してガラス体とすること
は周知であり、また無機粒子の組合せによって種々の屈
折率を有するガラスが得られることも良く知られている
。

本発明はこれら周知の種々のガラスを粒子化し、それら
の互いに屈折率の異なる粒子として少なくとも２種以上
使用する。これらのガラス粒子は当然の事ながら既にガ
ラス化されているので、前記原理によって成形物とした
後の固化および透明化を、前記の金ＦＡ酸化物を用いた
例に比してより低温且つ短時間で実現することができる
。更に、前記の如きガラス形成性金属酸化物や金属塩と
上記の如きガラス粒子を混合して使用することもでき、
これらの混合物を使用することによって得られる光学素
子の屈折率とともにガラス自体の性質も自由に変化させ
ることができる。

また、本発明においては、カルコゲナイドガラスの原料
となる無機物粒子、例えば、硫黄、セレン、テルルまた
はこれらの化合物の如き酸素以外のカルコゲンまたはカ
ルコゲナイド、ヒ素、ゲルマニウム、鉛、錫、銀、カド
ミウム等の如き金属等の粒子も使用することができる。

以上の例は本発明で使用する無機粒子の好ましい例であ
る。このような無機粒子は、分散媒体中の分散液として
使用する。その分散液の濃度は分散液が流動性である濃
度であればよい、また使用する分散液媒体は、特に限定
されないが、プロセス上比較的除去し易い液体（例えば
揮発性液体）が好適である。無機粒子の分散にあたって
は、その分散安定性を良くするために、後で容易に除去
し得る前記の如きバインダー、界面活性剤、分散剤、保
護コロイド等を用いてもよいのは当然である。また無機
粒子の沈降を防止するために無機粒子の比重に近い比重
を有する分散媒体を使用するのも好ましい方法である。

以上の例は、本発明において特に好ましい例であり、こ
れらの無機粒子に対して副成分として他の任意の無機粒
子も当然使用し得るものである。

例えば、これらの副成分が無機粒子であれば、上記無機
粒子の１種として使用でき、水溶液等の液状であれば、
バインダー等の１種として使用してもよいし、成形後に
成形物に含浸させてもよい如くである。

以上の如き本発明で使用する無機粒子は、いずれの粒径
のものでも、またいずれの形状のものでもよいが、分散
および混合の容易性および得られる成形物の均質性を考
慮すれば、約１〜３００ＩＬｍ、好ましくは約１〜５ル
ｍ程度の平均粒度を有するものが好適である。

以上の如き本発明で使用する無機粒子は、２種以上の混
合物として使用する必要があり、２種以上であればその
成分数は問わない０例えば、２種の成分を使用し、前記
の原理において説明した如く、両成分とも混合比を変化
させてもよいし、３成分であれば、そのうち１成分は常
に一定の混合比で、他の２成分の混合比を変化させても
よく、また４成分とも混合比を変化させる等いずれでも
よい。

前記原理においては、使用する無機粒子の好ましい混合
方法の一方法を例示したが、２種以上の無機粒子の混合
比を変化させ得る限りその他の方法も随時利用できるも
のであって、本発明は前記例示の方法に限定されるもの
ではない。

例えば、第１図の方法においては供給路６および７はで
きるだけ容積を小さくした方が好ましく、従って供給路
７の代わりに第５図に示すように容器５の底部に供給路
７を設置するのも有効である。また、第１図の容器４お
よび５は前記の例示において同一容量で且つ同形状とし
たが、いずれか一方の容器の断面積が異るようにすれば
、容器５からの流出量と容器４から容器５への供給量の
関係を変えることができ、このように容器の形状を変え
ることによっても混合比の変化を自由に変えることがで
きる。従って成形物中の材料の混合比および光学素子中
の屈折率分布を自由に変えることができる。また、第６
図に示したように密閉した混合室１８を設け、そこから
混合分散液を流出させる方法でもよい、この場合には、
流出量に相当する量の分散液が容器４および５から供給
される。この過程で供給路６および７に設けたバルブ１
９および／または２０を利用して混合分散液の混合比や
流出量を調節することができる。

尚、混合室１８は目的によって密閉系でなくてもよく、
場合によっては無くてもよい。

第７図に示した例は、ポンプ２１および２２を用いて分
散液の流量を調節し、混合室１８中での混合分散液の混
合比を変化させる方法である。この例でも混合室１８は
場合によって無イでもよいし、また密閉系でなくてもよ
い。

また第８図に示した例のように混合室を設けず、各分散
液の流出口を近づけ、ノズル等の噴出手段９を用いて分
散液を噴出させて混合する方法でもよい。第１図、第５
図、第６図、第７図、第８図に示す方法を組合せること
も可能であり、混合方法は前記例示の方法に限定される
ものではない。

また、以上の如くして得られた混合分散液を成形する方
法として、前記原理の説明部分において第２図に例示の
１例を述べたが、本発明はこのような例示の方法に限定
されるものではない。

すなわち１本発明方法は混合無機粒子を半径方向に連続
的に堆積して成形できる成形方法はいずれも採用し得る
ものである。

また、成形器を成形中あるいは成形後に適度の温度に加
熱しておくことにより、成形物を似焼させたり、バイン
ダー等中の溶媒を除去させたりして成形物の強度を高め
、後の工程を容易にすることもできる。

以上の如くして、２種以上の無機粒子の存在比の変化が
半径方向に層状に存在する成形物が得られるが、該成形
物がそのままで光学素子の無機粒子として使用し得るも
のは、そのまま成形物から取り出して使用する。一方、
無機粒子を用いているので、多くの場合には、成形物の
強度を向上させるために、また透明性が不十分であると
きは、その透明性を向上させるために固化および透明化
の処理を行うことが好ましい０例えば、使用した無機粒
子が、ガラス形成性無機粒子やガラス粒子である場合に
は、成形物を例えば５００〜１．６００℃程度の適当な
温度で熱処理して無機粒子を焼結させるとともに全体を
透明化させる等の従来公知の固化および透明化処理を施
せばよい。

以上の如き本発明によれば、従来技術における如き種々
の材料の制限、得られる光学素子のサイズの制限、高価
な設備、長時間を要する欠点、それにも関わらず所望の
屈折率分布を有する目的物　　　　−が得られない、製
品が著しく高価である等、種々の問題点が容易に解決さ
れた。

すなわち、本発明によれば使用する無機粒子は、いずれ
の無機粒子でもよく、更に混合する成分数も何ら制限さ
れることなく、それらの混合成分の混合比が変化（直線
状、曲線状、段階状を問わず）している成形物を提供で
きることが明らかである。

従って、このような成形物を必要に応じて固化および透
明化することにより、半径方向に任意の屈折率分布を有
する光学素子芝様めて簡単且つ安価に提供することがで
きる。そして、本発明により得られる光学素子は、光フ
アイバー用材、ロンドレンズ等種々の光学素子の製造に
有用である。

次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚
、文中、部または％とあるのは特に断りの無い限り重量
基準である。

実施例１この実施例では、原料を５ｉ０２とＧｅＯ２の微粒子と
する。第１図に示す如き、同形状、同容量の容器を２個
用意する。一方の容器に５ｉ０２の微粒子分散液を、も
う一方の容器に５ｉ０２とＧｅＯ２の微粒子混合物（混
合比１：ｌ）分散液を同体植入れる。前述の方法に従い
、２個の容器に供給路を設け、取り出し管を５ｉ０２分
散液中に連結して混合分散液を流出させる。第２ｂ図に
示す如き成形器を毎分４．５００回転の速度で回転させ
、その中心から混合分散液を流入させる。

フィルターの外部は、ポンプにより減圧化し、濾過を促
進させる。こうして成形器内で円板状の成形物を得る。

これは外周方向に順次５ｉ０２濃度が高く、中心方向に
順次ＧｅＯ２濃度が高い分布を持つ、ＧｅＯ２の存在比
は外周から中心に向って０〜５０％となっている。

この成形物を以下に示すような加熱プログラムで、所望
の焼成炉中で、真空ポンプで脱気操作を行いながら焼結
し、本発明の光学素子を得た。

（１）昇温速度２℃／分で４００℃まで加熱し、この間
脱気を続ける。

（２）４００℃で５０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で８００℃まで加熱し、脱気を
続ける。

（４）８００℃で４時間、脱気状態に保持する。

（５）昇温速度２℃／分で１．０００℃まで脱気しなが
ら加熱する。

（６）１．０００℃で５時間、脱気状態に保持する。

（７）１．０００℃の状態テ１２０ｋｇ／　ｃｍ″の圧
力をかけ、８時間、脱気状態に保持する。

（８）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で９０
０℃まで脱気しながら冷却する。

（９）９００℃から７００℃まで降温速度０．１℃／分
で脱気しながら冷却する。

（ｌＯ）真空ポンプによる脱気操作をやめ、そのまま炉
中で自然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定した所、中心部分の屈折率が大きく外周に向って小
さくなる円板状の光学素子であり、これは光学素子とし
て有用である。

実施例２この実施例では、一方の無機粒子として組成がＮａ２Ｏ
５％、Ｋ２Ｏ１０％、５ｉ０２７０％およびＰｂＯ１５
％のフリット系ガラス粉末を使用し、他の無機粒子とし
てＰｂＯの粉末を使用する。

肉粉末をアセトン中に分散させて分散液とし、両分散液
を第８図に示した如き混合装置のそれぞれの容器にそれ
ぞれ同容積づつ入れ、２個の供給管の先端に設けた噴出
装置を作動させ、両分散液の時間当りの噴出量を一定に
し１両分散液の相対噴出量を変化させながら、第２ａ図
に示した如き回転している成形器に供給する０両分散液
の相対噴出量は、その合計量を一定に保持しつつ、最初
はガラス粉末分散液のみを噴出させ、次いで徐々にＰｂ
Ｏ粉末分散液の噴出量を増加させ、成形終了時には、ガ
ラス粉末とＰｂＯ粉末の噴出量の合端比を２５＝８とす
る。その間、分散媒体であるアセトンを成形器から蒸発
させて除去し平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、外周から中心方向に向かって順次ＰｂＯ
粉末の相対存在比が高くなり、中心から外周方向に向か
って順次ガラス粉末の相対存在比が高くなっている。成
分比は、ＰｂＯが１５％〜３６％となっている。

（１）昇温速度２℃／分で２００℃まで加熱し。

この間脱気を続ける。

（２）２００℃で１０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で５００℃まで加熱し、脱気を
続ける。

（４）５００℃で２５時間、脱気状態に保持する。

（５）昇温速度２℃／分で９００℃まで加熱し、１時間
脱気を続ける。

（６）９００℃の状態〒１２０ｋｇ／　ｃゴの圧力をか
け、２時間、脱気状態に保持する。

（７）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で７０
０℃まで脱気しながら冷却する。

（８）７００℃から４００℃まで、０．１℃／分の降温
速度で脱気しながら冷却する。

（９）真空ポンプによる脱気操作をやめ、そのまま炉中
で自然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定した所、中心部分の屈折率が１．５７と大きく外周
付近では１．５１と小さくなっている円板状の光学素子
であり、これは光学素子として有用である。

実施例３この実施例では、無機粒子として屈折率が異なり、粒径
が１〜１０ＪＬｍの２種のガラス粉末を使用する。一方
は、高屈折率のフリット系ガラス（Ｆ−２）であり、他
方は低屈折率のクラウン系ガラス（Ｋ−３）である。

第７図に示した如き混合装置の一方の容器にＦ−２ガラ
ス粉末とに一３ガラス粉末とを１＝１に混合したものを
アセトン中に分散させて入れ、他方の容器にはに一３ガ
ラス粉末のみをアセトン中に分散させて入れる１両分散
液の容積は同一とする。供給管の途中に設けであるポン
プを作動させ、両者の分散液を混合槽で混合しつつ、第
２ａ図に示した如き回転している成形器に供給する。

両分散液の時間あたりの流出量の合計を一定に保持しつ
つ、最初はに−３ガラス粉末分散液のみを流出させ、次
いで徐々にＦ−２とに−３の混合ガラス粉末分散液の流
出量を増加させ、成形終了時には、Ｆ−２とに−３の混
合ガラス粉末分散液だけを流出させるようにする。その
間、分散媒体であるアセトンを成形器から蒸発させて除
去し、平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、中心から外周方向に向かって順次に一３
ガラス粉末の相対存在比が高くなり、外周から中心方向
に向かってＦ−２ガラス粉末の存在比が０〜５０％とな
っている。

（２）４００℃で３０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で９００℃まで加熱し、脱気を
続ける。

（４）９００℃の状態で１２０ｋｇ／　ｃｍ″の圧力を
かけ、２時間、脱気状態に保持する。

（５）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で７０
０℃まで脱気しながら冷却する。

（６）４００℃まで０．１’Ｃ／分の降温速度で脱気し
ながら冷却する。

（７）真空ポンプによる脱気操作をやめ、そのまま炉中
で自゛然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定したところ、中心付近の屈折率が１．５７と大きく
外周付近が１．５２と小さくなっている円板状の光学素
子であり、これは光学素子として有用である。

実施例４この実施例では、一方の無機粒子（Ａ）として組成がＮ
ａ２Ｃ０３６，０％、に２Ｃ０３６，９％、５ｉ０２４
３．５％、Ｐｂ０４３．Ｏ％オヨびＡＳ２０３０．８％
の粉末混合物とし、他方の無機粒子（Ｂ）として組成が
Ｎａ２　ＣＯ３７、８％、Ｋ２ＣＯ３１３，５％、５ｉ
０２６０．２％およびＰｂＯ１８，５％の粉末混合物を
使用する。

両粉末混合物をそれぞれアセトン中に分散させた分散液
とし、両分散液を第６図に示した如き混合装置の２つの
容器にそれぞれ同容積ずつ入れ、２個の供給管の途中に
設けたバルブを作動させ。

両分散液の時間当りの流出量を一定にし、両分散液の相
対流出量を変化させながら、第２ｂ図に示した如き回転
している成形器に供給する０両分散液の相対流出量は、
その合計量を一定に保持しつつ、最初はＡ分散液のみを
流出させ、その後Ａ分散液の流出量を減少させ、次いで
徐々に３分散液の流出量を増加させ、成形終了時には、
３分散液のみを流出させる。その間、分散媒体であるア
セトンを成形器から圧力差と遠心力により糸外に除去し
平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、中心から外周方向に向かって順次Ａ粉末
混合物の相対存在量が高くなり、外周から中心方向に向
かって順次Ｂ粉末混合物の相対存在比が高くなっている
。

この成形物の各成分濃度は外周から中心方向に向って次
のように変化している。

Ｎａ２ＣＯ３；５．４％→５．９％に２ＣＯ３，４，９％→７．８％５ｊ０２；７０．６％→７９．７％ＰｂＯ；１８．８％→６．６％ＡＳ２０３．０．３％→０％この成形物を以下に示すような加熱プログラムで、所望
の焼成炉中で、真空ポンプで脱気操作を行いながら焼結
し、本発明の光学素子を得た。

（１）昇温速度２℃／分で２００℃まで加熱し、この間
脱気を続ける。

（２）２００℃で１０時間、脱気状態に保持する。

（４）９００℃の状態テ１２０ｋｇ／　ｃｒｒｆｃｙ）
圧力をかけ、２時間、脱気状態に保持する。

（５）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で４５
０℃まで脱気しながら冷却する。

（６）４５０℃から２００℃マチ降温速度０．１℃／分
で脱気しながら冷却する。

（７）真空ポンプにょる脱気操作をやめ、そのまま炉中
で自然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定したところ、中心付近の屈折率が１．５３と小さく
、外周に向って１．６２と大きくなる円板状の光学素子
であり、これは光学素子として有用である。

実施例５この実施例では、一方の無機粒子として組成がヒ素２０
モル％、硫黄６０モル％およびセレン２０モル％のカル
コゲナイドガラス用混合粉末を使用し、他の無機粒子（
Ｂ）として組成がヒ素２０モル％、ｆｔ黄３０モル％お
よびセレン５０モル％のカルコゲナイドガラス用混合粉
末を使用する。

両粉末混合物をそれぞれアセトン中に分散させた分散液
とし、両分散液を第８図に示した如き混合装置にそれぞ
れ同容積ずつ入れ、２個の供給管の先端に設けた噴出装
置を作動させ１両分散液の時間当りの噴出量を一定にし
、両分散液の相対噴出量を変化させながら、第２ｂ図に
示した如き回転している成形器に供給する０両分散液の
相対噴出量は、その合計量を一定に保持しつつ、最初は
３分散液のみを噴出させ、次いで徐々にＡ分散液の噴出
量を増加させ、成形終了時には、Ａ分散液のみを噴出さ
せる。その間、分散媒体であるアセトンを成形器から遠
心力および真空ポンプを用いて除去し、平面円板状の成
形物を得た。

この成形物は、外周から中心方向に向かって順次セレン
粉末の相対存在比が高くなり、中心から外周方向に向か
って順次硫黄粉末の相対存在比が高くなっている。セレ
ンの濃度変化は２０モル％から５０モル％であり、成形
物中の硫黄の濃度変化は３０モル％から６０モル％であ
る。

この成形物を以下に示すような加熱プログラムで焼結し
、本発明の光学素子を得た。

（１）成形物を真空容器中に入れ、真空状態にする。

（２）２℃／分で４００℃まで加熱する。

（３）４００℃で１時間保持する。

（４）放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の赤外線屈折率
分布を測定した所、外周付近の屈折率が大きく、中心に
向って小さくなる円板状の光学素子であり、これは光学
素子として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は、本発明方法を説明するための図である。ｌ：無機粒子　　　　　２；無機粒子１′；分散液　　　　　２′；分散液３．３′、３″；撹拌手段　４．５；容器６．７；供給
路　　　　８；コック９；噴出装置　　　　ｌＯ；成形器１１；分散液層　　　　１２；成形物（堆積層）１３、
フィルター　　　１４；排出口１５：排水タンク　　　１６；溶媒（分散媒）１７、排
気口　　　　　１８：混合室１９．２０；バルブ　　２１．２２；ポンプ特許出願人
　　　キャノン株式会社第１図第３図　　　　　第４図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２種以上の無機粒子をそれぞれ含有する分散液を
使用し、その混合比を変化させた混合分散液を、成形器
に供給して、半径方向に混合比変化を有する成形物とし
、必要に応じて固化および透明化することを特徴とする
光学素子の製造方法。
（２）無機粒子が、ガラス形成性金属酸化物粒子である
特許請求の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方法
。
（３）無機粒子が、ガラス粒子である特許請求の範囲第
（１）項に記載の光学素子の製造方法。
（４）無機粒子が、ガラス原料となる無機塩の粒子であ
る特許請求の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方
法。
（５）無機粒子が、カルコゲナイドガラスの原料となる
カルコゲン、カルコゲナイドまたは金属の粒子である特
許請求の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方法。
（６）成形器が、回転式成形器である特許請求の範囲第
（１）項に記載の光学素子の製造方法。